岸邊集裝箱起重機

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岸邊集裝箱起重機(Query-side Container Crane)

目錄

什麼是岸邊集裝箱起重機

  岸邊集裝箱起重機集裝箱碼頭前沿裝卸集裝箱船舶的專用起重機,主要應用專用集裝箱弔具完成集裝箱裝卸船作業。為適應個別集裝箱船舶上的重件裝卸,一些岸邊集裝箱起重機備有重件吊鉤,亦有少數港口的岸邊集裝箱起重機具有集裝箱和抓鬥裝卸兩種功能。[1]

  岸邊集裝箱起重機由前後兩片門框和拉桿構成的門架和支承在門架上的橋架組成,行走小車沿著橋架上的軌道用專用弔具弔運集裝箱,進行裝卸船作業。門架可沿著與岸線平行的軌道行走,以便調整作業位置和對準箱位。為了便於船舶靠離碼頭,橋架伸出碼頭外面的部分可以俯仰。對於高速型岸邊集裝箱起重機,還裝有弔具減搖裝置。[2]

岸边集装箱起重机

岸邊集裝箱起重機的主要特點[2]

  1.起升機構

  橋式抓鬥卸船機通常是滿載工作的,但岸邊集裝箱起重機起升機構的載荷變化很大。由於目前集裝箱的載貨量一般只有額定載貨量的50%~60%,如起重機的額定起重量按30.5t設計,起吊20ft集裝箱時,即使按最大總重量也只達到起重機額定起重量的67%。為了提高裝卸效率,要求起升速度隨載荷的大小而變化,如起吊額定載荷的速度為一定,則要求起吊的載荷小於額定載荷時,起升速度應成反比例增加,一般空載速度為重載速度的2倍甚至2.5倍。

  2.小車運行和減搖機構

  集裝箱起重機的小車運行距離較長,運行速度也較高,當小車啟動和制動時,貨物會在小車運行方向上搖擺。小車運行速度越高,搖擺越嚴重,從而影響裝卸效率和作業安全。因此,必須裝設減搖裝置。

  3.大車運行機構

  在裝卸集裝箱船時,由於需要經常移動大車對正船上的箱位,並不致碰撞鄰近的集裝箱或船舶的上層建築,因而要求大車運行機構具有較好的調速、微動和制動性能,所以通常採用直流電動機驅動。

  4.驅動和供電方式

  為滿足岸邊集裝箱起重機的工作要求,取得良好的調速性能,一般採用直流無級調速系統,各機構採用直流電動機驅動。直流電源的供電方式有三種:第一種是交流電動機一直流發電機方式,這種方式用得較多,它工作比較可靠,供電電壓基本上不受電網電壓波動的影響,比較穩定。缺點是機組自重大,價格高,雜訊也較大。第二種是可控硅整流方式,它的電效率高,調速性能好,機組重量輕,占地面積小,維修方便,但要求電網容量較大,電壓波動小。此外,對維修的技術水平要求高。第三種是柴油機一直流發電機的供電方式,它不受外界電源的影響,提高了集裝箱起重機的機動性,特別適用於供電不方便的碼頭,並可節省供電設施的投資,但這種機組雜訊很大,柴油機的維修也較複雜。

岸邊集裝箱起重機的金屬結構[2]

  岸邊集裝箱起重機的金屬結構有海側和陸側門框,門框之間的連接橫梁、斜撐桿,門框製成的中梁和後伸梁,海側梯形架和支撐梯形架的斜撐桿,前拉桿和中梁鉸點共同支撐的可以俯仰運動的前伸梁等結構部件組成。岸邊集裝箱起重機金屬結構還包括運行小車結構,機器房結構和扶梯平臺走道結構。

岸邊集裝箱起重機的分類[3]

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岸邊集裝箱起重機

  岸邊集裝箱起重機的分類有多種方式,按單次起吊集裝箱數目分,有單箱式岸邊集裝箱起重機和雙箱式岸邊集裝箱起重機;按起重機門架型式分,有H型門架岸邊集裝箱起重機和A型門架岸邊集裝箱起重機。

  最常用的是按起重機小車的結構型式分類:

  1.全繩索小車岸邊集裝箱起重機

  起升機構與小車運行機構均佈置在固定橋架上的機器房內,通過繩索牽引小車運行的岸邊集裝箱起重機。

  2.半繩索小車岸邊集裝箱起重機

  小車運行機構佈置在小車上,起升機構佈置在固定的機器房內的岸邊集裝箱起重機。

  3.自行式小車岸邊集裝箱起重機

  起升機構與小車運行機構都裝在小車上的岸邊集裝箱起重機。

  上述三種型式中,半繩索牽引小車式應用最多。因為控制方便,省去小車牽引的鋼絲繩,大大減少維修工作量,降低裝卸成本。自行小車式鋼絲繩最少,但整機自重偏大,而且由於起升電動機的功率越來越大,需要大截面的移動電纜供電,十分困難,且成本高,因此較少採用。全繩索牽引式小車的重量最輕,然而鋼絲繩最長,維修困難,只是在碼頭允許負荷較小的情況下才考慮使用。

岸邊集裝箱起重機的主要性能參數[2]

  主要技術參數的確定岸邊集裝箱起重機的主要參數與集裝箱的箱型、船型、碼頭結構和裝卸要求等有關。

岸边集装箱起重机
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岸邊集裝箱起重機

  1.起重量

  岸邊集裝箱起重機的起重量習慣上取額定起重量與弔具的重量之和,即額定起重量不包括集裝箱弔具在內。因此,額定起重量一般按所起吊的集裝箱的最大總重量來決定,對於國際標準40ft集裝箱按其最大總重量取30.5t。目前世界各國岸邊集裝箱起重機普遍採用伸縮式弔具,其重量一般約為10t。隨著結構的不斷改進,有的伸縮弔具的重量已減輕到8~8.5t。據統計,目前世界上擁有的各種岸邊集裝箱起重機中,70%以上的起重量取40.5t或37.5t。

  2.尺寸參數

  包括起升高度、外伸距、內伸距、軌距、基距、門架凈空高度等。起升高度應根據船舶型深、吃水、潮差和船上集裝箱的裝載情況來定,要求在輕載高水位時,能裝卸三層集裝箱並能堆高到四層;在滿載低水位時,能吊到艙底最下一層集裝箱。按3\times10^4t級船型和碼頭前沿水位差為2m的條件,根據上述要求,計算所得的起升高度約為37m,故目前世界各國設計製造的岸邊集裝箱起重機的起升高度,大都取為軌面以上25m,軌面以下12m。

  外伸距是指岸邊集裝箱起重機海側軌道中心線向外至弔具鉛垂中心線之間的最大水平距離。其確定系根據船寬並考慮在甲板上堆放四層集裝箱、在船舶橫傾向外傾斜3°時,仍能吊走甲板上外舷側最上層的集裝箱。

  內伸距是指岸邊集裝箱起重機陸側軌道中心線向內至弔具鉛垂中心線之間的最大水平距離。為了保證船舶裝卸效率,在碼頭前沿水平搬運機械來不及搬運的情況下,內伸距就可起到某些緩衝作用。此外,考慮到起重機要把艙蓋板弔放到內伸距範圍下和起重機陸側不同的供電方式對內伸距的要求,內伸距取7~11m。

  軌距的確定應使起重機具有足夠的穩定性和考慮到由於軌距變化給起重機輪壓帶來的影響。同時,要考慮碼頭前沿的裝卸工藝方式。通常,要求起重機軌距範圍內能I臨時堆放三列集裝箱並允許跨運車能自由進出搬運這些集裝箱。集裝箱裝卸一般不進行車船直接換裝,故可不考慮鋪設鐵路線的尺寸要求。綜上所述,軌距可取16m,寬軌型取26m。

  門架凈空高度取決於門架下通過的流動搬運機械的外形高度,主要考慮能通過跨運車,並留出一定的安全間隙0.8~1m;堆碼三層集裝箱通過兩層集裝箱的跨運車的外形高度約為9m,則門架凈空高度可取10m。

  基距是指同一軌道上兩個主支承中心線之間的距離。門框內的空間應能通過40ft集裝箱。大型艙蓋板(14m×14m)並考慮到集裝箱在裝卸過程中可能產生的擺動,兩邊須留有一定的間隙,則門框內的有效寬度應約為16m。

  3.工作速度

  工作速度的選定應滿足裝卸生產率的要求並對各機構的工作速度進行合理的分配。提高升降和小車運行速度對縮短裝卸工作迴圈時間意義較大,但在速度分配時還要儘量使之與電動機的容量規格相配合,並儘可能使機電設備配件通用化,以便於維修更換。此外,起重機工作速度的提高會增加弔具的搖擺。因此,應同時考慮減搖等相應的技術措施,否則效果不佳。岸邊集裝箱起重機各機構的工作速度:

  (1)起升速度:通常設計滿載和空載兩種速度,而且,空載起升速度高於滿載速度一倍以上。例如普通型岸邊集裝箱起重機滿載起升速度為35~40m/min,空載為70~90m/min;高速型滿載起升速度為50m/min,空載為120m/min。高速型的岸邊集裝箱起重機,其相應的生產率為每小時30~35箱。

  (2)小車運行速度:岸邊集裝箱起重機的小車行走距離一般都在40m左右,小車行走時間約占整個工作迴圈時間的25%左右。因此,提高小車行走速度對縮短工作迴圈時間、提高生產率是很有意義的。但是,小車行走速度的提高將會增加弔具的搖擺和司機的疲勞,因此必須具有效果良好的減搖裝置。普通型岸邊集裝箱起重機小車行走速度為120~125m/min,高速型約為150m/min。根據實際使用情況,小車行走速度在140m/min以上須裝有弔具減搖裝置。

  (3)大車行走速度:移動大車的目的是調整作業位置,因此,對大車行走速度並不要求很快,一般在25~45m/min即可。

  (4)臂架俯仰時間:臂架俯仰屬於非工作性操作,在集裝箱船停靠碼頭和裝卸完畢離開碼頭時,岸邊集裝箱起重機需將臂架仰起來,讓船通過。一般一個俯仰工作迴圈,即臂架起升和放下,取8~10min。

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參考文獻

  1. 周學勤.配送中心管理與運作.吉林大學出版社,2009.01
  2. 2.0 2.1 2.2 2.3 梁金萍.物流設施與設備.河南科學技術出版社,2009.1
  3. 黎明森,黃有方.現代港口電氣自動化工程技術手冊.人民交通出版社,2005.7
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